芜湖仪表技术学校毕业论文.docx

笔记本外壳材料及制造工艺作者：伍玉良摘要：光阴似箭、日月如梭。大专三年的学习一晃而过，为具体检这是三年来的学习效果，综合检测理论在实际中的应用中的能力，除了平时考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际如设计一款笔记本的外壳。在高速发展的今天笔记本已经成为我必不可少的一项办公工具，随着计算机市场的不断发展，人们越来越重视笔记本的外观和笔记本外壳的材质。本次设计以笔记本外壳的外形和材质为主线，综合了笔记本的结构设计，参数设计的三维形成。把以前的基础课程运用到本次设计当中来，所谓学以致用。再设计中除了传统方法外，同时引用了AutoCAD等技术，使用office软件，力求达到最小的人力资源和劳动强度，提高工作效率的目的。笔记本仿真设计是制造业中的新型手段，运用计算机软件对运动和动力学仿真分析，从而验证、修改、优化设计方案，使以前需要繁琐的程序不断地简化，节约成本。由于实际经验和理论技术有限，设计错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。重点词汇：材料、外形、工艺。第一章 计算机外壳材质1.1笔记本的铝镁合金材质笔记本电脑的外壳既是保护机体的最直接的方式，也是影响其散热效果、“体重”、美观度的重要因。笔记本电脑常见的外壳用料有：合金外壳有铝镁合金与钛合金，塑料外壳有碳纤维、PC-GF-#(聚碳酸酯PC) 和ABS工程塑料。铝镁合金：铝镁合金一般主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一，通常被用于中高档超薄型或尺寸较小的笔记本的外壳。而且，银白色的镁铝合金外壳可使产品更豪华、美观，而且易于上色，可以通过表面处理工艺变成个性化的粉蓝色和粉红色，为笔记本电脑增色不少，这是工程塑料以及碳纤维所无法比拟的。因而铝镁合金成了便携型笔记本电脑的首选外壳材料，目前大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了铝镁合金外壳技术。缺点：镁铝合金并不是很坚固耐磨，成本较高，比较昂贵，而且成型比ABS困难(需要用冲压或者压铸工艺)，所以笔记本电脑一般只把铝镁合金使用在顶盖上，很少有机型用铝镁合金来制造整个机壳。1.2笔记本的钛合金材质钛合金：钛合金材质的可以说是铝镁合金的加强版，钛合金与镁合金除了掺入金属本身的不同外，最大的分别之处，就是还渗入碳纤维材料，无论散热，强度还是表面质感都优于铝镁合金材质，而且加工性能更好，外形比铝镁合金更加的复杂多变。其关键性的突破是强韧性更强、而且变得更薄。就强韧性看，钛合金是镁合金的三至四倍。强韧性越高，能承受的压力越大，也越能够支持大尺寸的显示器。因此，钛合金机种即使配备15英寸的显示器，也不用在面板四周预留太宽的框架。至于薄度，钛合金厚度只有0.5mm，是镁合金的一半，厚度减半可以让笔记本电脑体积更娇小。钛合金唯一的缺点就是必须通过焊接等复杂的加工程序，才能做出结构复杂的笔记本电脑外壳，这些生产过程衍生出可观成本，因此十分昂贵。目前，钛合金及其它钛复合材料依然是IBM专用的材料，这也是IBM笔记本电脑比较贵的原因之一。1.3笔记本的碳纤维材质碳纤维：碳纤维材质是很有趣的一种材质，它既拥有铝镁合金高雅坚固的特性，又有ABS工程塑料的高可塑性。它的外观类似塑料，但是强度和导热能力优于普通的ABS塑料，而且碳纤维是一种导电材质，可以起到类似金属的屏蔽作用(ABS外壳需要另外镀一层金属膜来屏蔽)。因此，早在1998年4月IBM公司就率先推出采用碳纤维外壳的笔记本电脑，也是IBM公司一直大力促销的主角。据IBM公司的资料显示，碳纤维强韧性是铝镁合金的两倍，而且散热效果最好。若使用时间相同，碳纤维机种的外壳摸起来最不烫手。碳纤维的缺点是成本较高，成型没有ABS外壳容易，因此碳纤维机壳的形状一般都比较简单缺乏变化，着色也比较难。此外，碳纤维机壳还有一个缺点，就是如果接地不好，会有轻微的漏电感，因此IBM在其碳纤维机壳上覆盖了一层绝缘涂层。1.4笔记本的PC-GF-#(聚碳酸酯PC)材质PC-GF-#(聚碳酸酯PC)：PC-GF-#也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种，它的原料是石油，经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物，再经塑料厂加工就成了成品，从实用的角度，其散热性能也比ABS塑料较好，热量分散比较均匀，它的最大缺点是比较脆，一跌就破，我们常见的光盘就是用这种材料制成的。运用这种材料比较显著的就是FUJITSU了，在很多型号中都是用这种材料，而且是全外壳都采用这种材料。不管从表面还是从触摸的感觉上，PC-GF-#材料感觉都像是金属。如果笔记本电脑内没有标识的话，单从外表面看不仔细去观察，可能会以为是合金物。ABS工程塑料：ABS工程塑料即PCABS(工程塑料合金)，在化工业的中文名字叫塑料合金，之所以命名为PCABS，是因为这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能，又具有ABS树脂优良的加工流动性。所以应用在薄壁及复杂形状制品，能保持其优异的性能，以及保持塑料与一种酯组成的材料的成型性。ABS工程塑料最在的缺点就是质量重、导热性能欠佳。一般来说，ABS工程塑料由于成本低，被大多数笔记本电脑厂商采用，目前多数的塑料外壳笔记本电脑都是采用ABS工程塑料做原料的。第二章 笔记本的外壳应具备哪些因素2.1笔记本的外壳因素之护体绝大多数用户选购笔记本电脑常感性地以”美”来衡量一款机型的外壳, 殊不知, “美观”仅仅是笔记本外壳三大作用中最”轻微”者. 我们认为, 只有满足”保护性”与”散热性”并重的前提, “美”才是真正健康的美!护体：笔记本电脑在携带和使用时不可避免地会受到外力冲击, 如果外壳材质不够坚硬, 首先受损的是液晶显示屏. 笔记本轻薄化已成为目前的发展趋势之一, 在规定的厚度尺寸下, 保护液晶屏不受外力挤压受损的重担就落在了外壳上. 另一方面, 迅驰的”轻薄”之美在带来欣喜的同时, 也令笔记本面临更大的挑战. 当主流机型的机身厚度从25mm降至15mm左右后, 笔记本迫切需要更坚固的材质维持整机的坚硬度, 以适合各种错综复杂的移动工作环境. 许多笔记本电脑在使用一年后相继出现无故死机、重启等现象, 这往往是因机身材质过软、移动时主板变形所致; 而部分笔记本电脑液晶屏上的”白斑”, 也大多因上盖强度不够、液晶屏受挤压而造成. 可见, 坚固的外壳对机身保护尤其重要.2.2笔记本的外壳因素之散热散热：笔记本电脑是高集成度电子产品, CPU、北桥芯片组、显卡芯片和硬盘等无一不是发热大户. 一般情况下, CPU和显卡芯片的热量可由散热器通过导风管排出机体, 而芯片组、内存和硬盘等设备则需借助外壳进行主动散热. 因此, 我们常见到许多超轻薄机型以及配置较好的高性能机型都采用热传导性较好的金属材质辅助整机散热. 然而, 利用笔记本外壳辅助散热难免产生弊端. 大家知道, 笔记本电脑硬盘多位于掌托下方, 此时再利用金属材质掌托传导硬盘热量, 难免会影响用户的使用舒适度, 笔记本键盘亦如此. 因此, 外壳材质的散热性仅仅是首先考虑的第一步, 更重要的还是厂商们的精心设计(目前比较成熟的设计方案是: 掌托及键盘采用隔热材料, 避免热量直接与手接触; 机身底部采用高导热性材枓以加强散热)。2.3笔记本外壳的因素之美观 美观：特殊外壳材质的使用不仅令整机标新立异、独具个性, 还能树立良好的产